ANTIBIOTIKA-RESISTENTE BAKTERIEN UND ANTIBIOTIKA-RESISTENZGENE IN ROHWÄSSERN

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1 ANTIBIOTIKA-RESISTENTE BAKTERIEN UND ANTIBIOTIKA-RESISTENZGENE IN ROHWÄSSERN 27. Trinkwasserkolloquium, Dresden am 08. Mai 2018 Dipl.-Ing. (FH) Claudia Stange, Prof. Dr. Andreas Tiehm

2 ANTIBIOTIKARESISTENZEN IN DER UMWELT EIN AKTUELLES THEMA!!!

3 RESISTENZEN IN DER HUMANMEDIZIN Prozentuale Anteile Antibiotika-resistenter E. coli-isolate Quelle: GERMAP, Antibiotika-Resistenz und -Verbrauch. Bericht über den Antibiotika-Verbrauch und die Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen in der Human- und Veterinärmedizin in Deutschland

4 ZUKUNFTSPROGNOSE Todesfälle durch Antibiotika-resistente Infektionen im Jahr 2050 Quelle: Jim O Neill, 2014, Review on Antimicrobial Resistance

5 ANTIBIOTIKA-RESISTENZ UND RESISTENZGENE Antibiotikum

6 HORIZONTALER GENTRANSFER

7 RESISTENZEN BEI DER TRINKWASSER-AUFBEREITUNG Aufbereitung Aufnahme durch Trinken R R R R R antibiotikaresistentes Bakterium im Trinkwasser Rohwasser (blau: Indikatorkeime lila: pathogene Bakterien grau: sonstige Bakterien R = Resistenzgen) Aufbereitetes Wasser ohne Indikatorkeime und pathogene Bakterien, aber nicht keimfrei! nichtresistentes, pathogenes Bakterium im Körper antibiotikaresistentes, pathogenes Bakterium im Körper R R-Gentransfer P R P Risiko?

8 RESISTENZGENE IM OBERFLÄCHENWASSER Germany Australia tet(a) tet(b) tet(c) tet(m) blashv blapse-1 ampc sul1 sul2 dfra1 dfra12 dfra13 erma ermb cat1 cat2 flor aac(3)-iia aac(3)-iv aac(6 )-Ie-aph(2 )-Ia aph(2 )-Ic vana vanb vanc Positive samples for ARGs (%) Relative abundance of ARGs in surface water samples Stoll C., J. Sidhu, A. Tiehm, S. Toze. (2012). Prevalence of clinically relevant antibiotic resistance genes in surface water samples collected from Germany and Australia. Environmental Science and Technology 46 (17):

9 RESISTENTE COLIFORME IM OBERFLÄCHENWASSER Stange C., J.P.S. Sidhu, A. Tiehm, S. Toze. (2016). Antibiotic resistance and virulence genes in coliform water isolates. International Journal of Hygiene and Environmental Health 219: (2016)

10 VERHALTEN VON ARG BEI DER WASSERAUFBEREITUNG Chlor Ozon UV Stange C., A. Tiehm. (2017). Verhalten von Antibiotika-Resistenzgenen bei der Trinkwasseraufbereitung. Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser Karlsruhe, Band 76

11 PROJEKT HYREKA Biologische bzw. hygienisch-medizinische Relevanz und Kontrolle Antibiotika-resistenter Krankheitserreger in klinischen, landwirtschaftlichen und kommunalen Abwässern und deren Bedeutung in Rohwässern Laufzeit

12 NACHWEISMETHODEN Kulturverfahren PCR-Methoden Marker PCR Isolat A Isolat B Isolat C no-template-control Wachstum eines Vancomycin-resistenten Enterococcus faecium-stammes (oben) und ESBLproduzierenden E. coli-stammes (unten) auf selektiven CHROM Agar-Platten

13 UNTERSUCHUNG VON ROHWÄSSERN 91 Wasserproben 31 Oberflächenwässer 60 Grundwässer/Uferfiltrate Probenart Ergebnisse der Kulturverfahren ESBL*- produzierende E. coli ESBL*- produzierende Klebsiella, Enterobacter und Citrobacter Vancomycinresistente Enterokokken Methicillinresistente Staphylococcus aureus Oberflächenwässer 54,8% 48,4% 61,3% 0% Grundwässer/Uferfiltrate 1,7% 0% 3,3% 0% *ESBL = Breitspektrum β-laktamase

14 UNTERSUCHUNGEN AN EINEM MODELLSTANDORT

15 UNTERSUCHUNGEN AN EINEM MODELLSTANDORT Start Normalbetrieb Infiltration Oberflächenwasser Im März ist reines Grundwasser im Pegel, gegen Ende des Betrieb hat man eine Mischung aus Flusswasser, Grundwasser und Uferfiltrat höhere ARG- Konzentrationen im Oktober

16 UNTERSUCHUNGEN AN EINEM MODELLSTANDORT Sonderbetrieb Feb. /März 2017 Flusswasser Ansaugen Uferfiltrat

17 ZUSAMMENFASSUNG Die Umwelt spielt eine wichtige Rolle bei der Verbreitung von Antibiotikaresistenzen Antibiotika-Resistenzgene werden bei Wasseraufbereitung je nach eingesetztem Verfahren nicht im gleichen Umfang eliminiert wie kultivierbare Bakterien Derzeit ist es kaum möglich einen Ist-Zustand der Verbreitung klinisch relevanter Antibiotikaresistenzen in der Umwelt und in Rohwasser zu beschreiben und für die Zukunft zu prognostizieren Nachweis von Antibiotika-resistenten Krankheitserregern in Oberflächenwässern aber auch Grundwässern/Uferfiltraten Prozentualer Anteil an Positivbefunden sowie ermittelte Koloniezahl in Grundwasser/Uferfiltrat-Proben wesentlich geringer Bodenpassage führt zur Reduktion von Indikatorbakterien, Antibiotika-resistenten Bakterien und Antibiotika-Resistenzgenen aber keine vollständige Entfernung Wissenslücken: - Richtwerte - Horizontaler Gentransfer in der Umwelt

18 AUSBLICK Fortsetzen der HyReKA-Arbeiten Risikobewertung: Bewertung des Risikos für die menschliche Gesundheit (UBA) Bewertung des Risikos der Resistenz-Ausbreitung in aquatischen Habitaten (UKB) Weiterführende Untersuchung zur Trinkwasseraufbereitung und zum Vorkommen in der Umwelt Erfassung von Multiresistenzen (Antibiogramme)

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. (FH) Claudia Stange TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser Karlsruher Straße 84 / Karlsruhe

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